RED29004-2014-2-Seminario-IoT

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Internet of things

Introdução

A internet das coisas é a inovação tecnológica mais esperada para o futuro próximo, e esta impactará em grandes mudanças no nosso cotidiano. Neste documento daremos uma breve introdução do conceito, significado e estimativas do futuro da IoT e de qual modo influenciará nas mudanças do mundo que conhecemos hoje. Trataremos de algumas das diversas de suas aplicações, que trarão mais conforto e segurança a nossas vidas, dos seus desafios a serem superados para uma implantação massiva e de suas tecnologias que servem de base para que tudo isso se torne viável.

Motivação

Escolhemos este tema pois a IoT é considerada, por muitos teóricos das áreas tecnológicas, como a inovação que mudará o nosso futuro, sendo comparável à criação da internet, que influenciará e se tornará parte do nosso dia a dia, mudando o modo como o ser humano interage com o mundo físico.


Introdução à internet das coisas

O conceito da “internet das coisas” foi idealizado na década de 90 no MIT (Massachusetts Institute of Technology). Segundo Dave Evans(chefe futurista da Cisco), a IoT(internet of things) é a primeira evolução da internet, e que impactará mudanças ainda maiores que a atual internet, mudando assim o modo como o ser humano se relaciona com o meio físico[[1]]. É bem provavél que a IoT estará presente nos nossos lares e cotidianos, através de dispositivos com RFID (Radio Frequency Identification), redes de sensores wireless e outras tecnologias, formando os objetos inteligentes que estarão ao nosso redor, comunicando se entre si (M2M) e com os usuários.

De acordo com o Cisco Internet Business Solutions Group (IBSG), a IoT é o momento exato em que foram conectados à Internet mais "coisas ou objetos" do que pessoas[2]. Seguindo esta ideia, a internet das coisas deu seus “primeiros passos” entre 2008 e 2009, aproximadamente uma década e meia após ter sido idealizada.

Segundo os cálculos e progressões da (IBSG) feitos de acordo com as tecnologias disponíveis no ano de 2011, a cada 5 anos o número de dispositivos conectados à rede dobra, para um crescimento populacional de aproximadamente 6%. Em 2015 o número de dispositivos conectados à internet será de 25 bilhões para uma população de 7,2 bilhões, dando uma taxa de 3,47 dispositivos conectados por pessoa, e em 2020 serão 50 bilhões de dispositivos conectados, para uma população de 7,6 bilhões de pessoas[3]. Assim é necessária a implantação do protocolo IPv6, o qual será tratado, mais a frente, como uns dos desafios da IoT.

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Fonte: Cisco IBSG, abril de 2011

Segundo Dave Evans, a medida que a população do planeta continua a crescer, o mais importante é que as pessoas se tornem administradores da terra e de seus recursos naturais [4]. Aliando-se com a grande capacidade de coletar e distribuir dados que a IoT possibilitará, nós poderemos transformar dados em aplicações para nossa sociedade e, assim, monitorar níveis de oxigênio de rios e mares a todo momento, evitando então uma eutrofização dos mesmos, e também registrar infinidades de mudanças do meio ambiente em tempo real e em diversos pontos.


Tecnologias Utilizadas

Segundo Henri Barthel "A Internet das Coisas não é, em si, um aplicativo específico ou uma determinada tecnologia, mas um conjunto de diferentes tipos de aplicações, com diferentes tipos de tecnologias"[5]. Seguindo isto, para ser possível a comunicação entre os objetos que o conceito IoT dispõe, são necessárias algumas tecnologias de base.

A RFID (Radio Frequency Idendification), é uma tecnologia pontencializadora da IoT, que é composta por um transceptor, que transmite ondas de frêquencia de rádio de uma antena para um transponder (conhecido também como tag ou etiqueta RFID), este possui antenas, que lhe permite a troca de informações com uma base transmissora em um curto alcance. Segundo Steinberg é a tecnologia RFID que torna economicamente viável a IoT[6].

Chip RFID, tamanho comparado a um grão de arroz
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Fonte:[7]
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Fonte:[8]

A M2M (machine to machine), é uma tecnologia considerada parte integrante da IoT, que permite conexão cabeada ou wireless de dispositivos remotos de mesma capacidade de conexão. Empresas de telefonia móvel, como Tim e Vivo, vendem pacotes de tráfegos de dados que utilizam o conceito M2M [9][10], é valido lembrar que o sistema de SMS (short message service) também utiliza do mesmo. Esta tecnologia utiliza sensores que capturam dados, como por exemplo, temperatura e umidade, e então os envia à um centralizador, o qual processará e transformará esses dados em informação útil e, assim, podendo ser roteada a para computador pessoal (P2M)[11].

M2m.jpg
Fonte:[12]

Além das tecnologias citadas acima, a IoT utiliza de muitas outras. Segundo Steinberg, além do backbone de internet atual, existe ainda quatro tecnologias sem fio que estão possibilitando a IoT, são elas: LAN (rede de área local), WAN (rede de área ampla), de curto alcance para comunicação dispositivo com dispositivo e RFID.[13]

Desafios

Existem alguns desafios que deverão ser superados para a implantação da IoT em larga escala, os principais são a infraestrutura de tráfego de dados, implantação do IPv6, padronização de normas técnicas, segurança e privacidade.

Sobre padronização de normas, algumas organizações como IEEE e GSMA já estão trabalhando no desenvolvimento destas, no entanto ainda não é o suficiente, principalmente com o tráfego de dados, segurança e privacidade do usuário. O tamanho do tráfego de dados que o IoT pode criar já preocupa algumas empresas de telefonia móvel, pois se os pequenos dispositivos embarcados forem muito comunicativos e as aplicações deles forem programadas sem cuidados, poderão sobrecarregar as redes impedindo, assim, a comunicação de celulares e o uso da internet[14].

Como já visto, o número de dispositivos conectados à rede de internet aumentará muito, todos necessitando de um endereço de IP. Em fevereiro de 2010 esgotaram novos endereços IPv4, com isto o progresso da IoT é reduzido, pois com a implantação massiva da IoT serão bilhões de novos dispositivos e sensores dependentes de um IP. Por esta razão, a implantação do IPv6 é necessária para a continuidade da internet e sua evolução, além disso o IPv6 facilita o gerenciamento de redes e oferece recursos de segurança aprimorados, o qual este protocolo conta com ( 3,4x10^38 ) endereços contra apenas ( 4x10^9 ) endereços do IPv4.

Com o crescente número de dispositivos inteligentes ao nosso redor recebendo e enviando dados, haverá um grande volume de informações sobre o usuário destes equipamentos, e são necessárias medidas de segurança eficazes para que o usuário não sofra com a violação da sua privacidade, não somente por partes de cyber-invasores, mas também de como e por quem poderão ser utilizados estes dados.

Aplicações da IoT

Quanto a suas aplicações, basta pesquisarmos sobre IoT(internet of things) que já encontramos empresas como a Cisco tratando a IoT como internet de todas as coisas" (IoE, Internet of Everything). É muito fácil imaginarmos milhares de aplicações que a IoT pode nos trazer, e além disso, teremos sensores wireless em animais, plantas, mares, rios, embalagem dos produtos, roupas, espalhados nas cidades, carros, lares e muitos outros.

Com a automação dos lares, será possível controlar remotamente o consumo de energia, segurança e os objetos da propriedade, e os mesmos deverão também reagir a presença do usuário, sem precisar de nenhum comando. A vida com a IoT ficará muitos mais confortável, A geladeira terá a lista dos produtos que estão faltando e poderá fazer o pedido dos mesmo, gastos com energia serão reduzidos, pois se não houver utilização, o dispositivo desligará automaticamente, a iluminação do ambiente mudará ao longo do dia, e a temperatura será adaptada de acordo com a nossa preferência.

Casa com todos objetos conectados
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Fonte: [15]

Na agropecuária, por exemplo, vacas terão sensores conectadas a elas, com isso os fazendeiros poderão monitorar a saúde do animal, conseguindo assim um produto final de qualidade. O mesmo pode ser feito com seres humanos, com um relógio ou roupa que tenha um sensor que detecta os sinais vitais , e que envia para o médico do individuo caso haja algum problema, melhorando assim a qualidade de vida dos humanos, principalmente dos idosos.

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Fonte: Cisco IBSG, abril de 2011

Os carros, trens, estradas e trilhos, estarão equipados com sensores, dando informações importantes para os condutores, permitindo uma navegação segura, com sistema anticolisão e acompanhamento de carga de materiais perigosos, são exemplos tipicos das funções da IoT (L. ATZORI et a,2010)[16]. Continuando o exemplo anterior, os veículos contarão com sensores para monitorar os desgastes das peças, podendo assim sozinho agendar uma visita ao mecânico.

Interação dos automóveis na cidade cidade
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Fonte: [17]

Um buscador de coisas é uma ferramenta que ajuda a encontrar objetos perdidos, simples aplicação RFID baseado na web, permite aos usuários a encontrar objetos que tenham sensores e, assim, visualizar a última localização registrada para seus objetos (L. ATZORI et a,2010)[18]. Existe um conceito sobre utilizar a web para a internet das coisas, que denomina-se WoT (web of things), que em síntese, é utilizar a web para acesso dos objetos e dados dos mesmos[19]. Além disso, já existe hoje um site voltado a busca de dispositivos conectados a internet, o Shodan[20].

Conclusão

Em vista aos argumentos expressados, percebe-se que a IoT é, muito provavelmente, a próxima evolução tecnológica que a humanidade vivenciará, de modo que os dispositivos conectados a internet, irão capturar dados, processar, e executar uma determinada função, sem a necessidade de uma interferência humana, fazendo uma conexão de M2M.

Graças a esta interação de máquinas com máquinas, poderemos desfrutar das informações obtidas por sensores em diversos locais, em prol de melhores condições de vida, segurança e comodidade.

Entretanto, a IoT tem ainda um longo caminho a percorrer para sua implantação em grande escala, visto que é necessária a implantação mundial do IPv6 e de normas de padronização referentes à privacidade, segurança dos dados e desenvolvimento dos dispositivos inteligentes.

Referências Bibliográficas

[A] ATZORI, Luigi; IERA, Antonio; MORABITO, Giacomo. The Internet of Things: A survey. 2009. Disponível em: <http://www.elsevier.com/__data/assets/pdf_file/0010/187831/The-Internet-of-Things.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2014.

[B] DESCONHECIDO. Entenda o conceito M2M. 2013. Disponível em: <http://www.scriptbrasil.com.br/vida-digital/curiosidades/entenda-conceito-m2m.html>. Acesso em: 18 nov. 2014.

[C] DESCONHECIDO. Internet das Coisas: A Internet das Coisas é a extensão da Internet ao mundo físico em que torna-se possível a interação com objetos e a própria comunicação autônoma entre objetos.. Disponível em: <http://www.rfid.ind.br/internet-das-coisas#.VHB8_IvF-Tt>. Acesso em: 20 nov. 2014.

[D] DESCONHECIDO. O que é RFID?: RFID "Identificação por frequência de rádio". Disponível em: <http://www.rfid.ind.br/o-que-e-rfid#>. Acesso em: 20 nov. 2014

[E] EDWARDS, John. A Internet das Coisas: Construindo a Fundação. Disponível em: <https://brasil.rfidjournal.com/noticias/vision?9525/3>. Acesso em: 19 nov. 2014.

[F] EDWARDS, John. A Internet das Coisas: Do conceito à realidade: planos para uma rede que conecta tudo e todos em toda parte estão a caminho. Disponível em: <https://brasil.rfidjournal.com/noticias/vision?9525/2>. Acesso em: 19 nov. 2014.

[G] EVANS, Dave. A Internet das Coisas: Como a próxima evolução da Internet está mudando tudo. 2011. Disponível em: <http://www.cisco.com/web/BR/assets/executives/pdf/internet_of_things_iot_ibsg_0411final.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2014.

[H] FRANÇA, Tiago C. de et al. Web das Coisas: Conectando Dispositivos Físicos ao Mundo Digital. Disponível em: <http://www.nce.ufrj.br/labnet/pesquisa/cidadesinteligentes/minicurso-wot-final.pdf>. Acesso em: 19 nov. 2014.

[I] REDAÇÃO, da; SERVICE, Idg News. Novas regras são necessárias para proteger redes móveis da Internet das Coisas. 2014. Disponível em: <http://cio.com.br/tecnologia/2014/10/15/novas-regras-sao-necessarias-para-proteger-redes-moveis-da-iot/>. Acesso em: 20 nov. 2014.

[J] REDAÇÃO, da. Sete desafios da Internet das Coisas. 2014. Disponível em: <http://cio.com.br/tecnologia/2014/04/28/sete-desafios-da-internet-das-coisas/>. Acesso em: 19 nov. 2014.

[K] SINGER, Talyta. TUDO CONECTADO: CONCEITOS E REPRESENTAÇÕES DA INTERNET DAS COISAS. 2012. Disponível em: <http://www.simsocial2012.ufba.br/modulos/submissao/Upload/44965.pdf>. Acesso em: 18 nov. 2014.

[L] SILVA, Flávio; ROCHA, Rogério. INTERNET DAS COISAS: A INTERNET E SUA EVOLUÇÃO RUMO A UBIQUIDADE. Disponível em: <http://rozero.webcindario.com/rp/faminas/Internet_das_Coisas.pdf>. Acesso em: 19 nov. 2014.

[M] TAURION, Cezar. Internet das Coisas: como começar?. 2014. Disponível em: <http://cio.com.br/tecnologia/2014/06/17/internet-das-coisas-como-comecar/>. Acesso em: 19 nov. 2014